RU2611923C1 - Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка - Google Patents
Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611923C1 RU2611923C1 RU2015142344A RU2015142344A RU2611923C1 RU 2611923 C1 RU2611923 C1 RU 2611923C1 RU 2015142344 A RU2015142344 A RU 2015142344A RU 2015142344 A RU2015142344 A RU 2015142344A RU 2611923 C1 RU2611923 C1 RU 2611923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind power
- power plant
- rotating shaft
- diffuser
- wind
- Prior art date
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 abstract 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
- F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветровым и солнечным энергетическим установкам, объединенным в единую конструкцию. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка содержит: трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку с горизонтальным вращающимся валом, которая образована тремя половинками спиральных цилиндров, расположенных относительно друг друга под углом 120°, усеченных криволинейными поверхностями второго порядка; поворотную платформу с вертикальным валом; солнечную энергетическую установку, представляющую собой пленочную солнечную фотоэлектронную батарею, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; вертикальную пластину, расположенную под поворотной платформой; монтажные фигурные пластины для крепления к ним примыкающей части половинок спиральных цилиндров, неподвижно соединенные с горизонтальным вращающимся валом; основание, к которому крепятся примыкающие части трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; переднюю треугольную опорную стойку с подшипниковым узлом; две задние параллельные стойки с подшипниковым узлом, установленным между ними и служащим для крепления задней части горизонтального вращающегося вала; две поперечные планки, прикрепленные к двум задним параллельным стойкам; тихоходный магнитоэлектрический генератор, установленный на двух параллельных стойках и двух поперечных планках; конфузор-диффузор с цилиндрической частью между ними, выполненные из прозрачного поликарбоната, причем трехлопастная конусно-шнековая ветроэнергетическая установка с горизонтальным вращающимся валом, подшипниковыми узлами, передней треугольной стойкой и двумя задними параллельными стойками расположены в цилиндрической части конфузора-диффузора; передний и задний ложементы, служащие для крепления к ним цилиндрической части конфузора-диффузора, прикрепленные к поворотной платформе; двояковыпуклые продольные линзы, встроенные вдоль цилиндрической части конфузора-диффузора; литиевые аккумуляторные батареи; контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторных батарей; инвертор. Изобретение направлено на повышение выработки электроэнергии при слабых скоростях ветра и увеличение КПД выработки электроэнергии пленочными солнечными фотоэлектронными батареями. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка (ЭСВЭУ) относится к возобновляемым источникам энергии, в частности к ветровым и солнечным энергетическим установкам, причем ветроэнергетическая установка и солнечная энергетическая установка объединены в единую конструкцию. Основное назначение ЭСВЭУ заключается в эффективной выработке электроэнергии от действия слабых ветров и воздействия солнечной радиации, характерных для регионов средней полосы России. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка используется в целях обеспечения электроэнергией различных потребителей, например, жилых и нежилых построек, спортивных комплексов, зон отдыха, сельскохозяйственных построек АПК, подразделений МО, МЧС, геологических разведывательных экспедиций, автоматических систем контроля и управления подачей углеводородного топлива по трубопроводным магистралям, частных мелких и средних предприятий, различных индивидуальных пользователей и прочее.
Известны различные типы ветродвигателей, где лопатки установлены так, чтобы максимально использовать давление ветра. Это достигается тем, что лопастям придают веретенообразную форму и устанавливают их соответственно на общей оси (см. Казневский В.П. Аэродинамика в природе и технике. М., Просвещение, 1985, с. 32-94).
В последнее время появились ветродвигатели с вертикальной осью и лопастями цепного очертания, где конец одной лопасти соединяется с началом другой, образуя кольцо (см. Дэвис А., Шуберт Р. Альтернативные источники энергии в строительном проектировании. М., СИ, 1983, с. 97-97).
Во всех этих конструкциях используется только давление воздушных потоков на поверхность лопастей для получения электричества, а в отсутствие ветра ветродвигатель не работает, т.е. не производит электроэнергию.
Известно изобретение Пленочный ветродвигатель патент, RU 2106523 F03D 3/00 от 10.03.1998, у которого лопасти выполнены из пьезопленки (например, поливинилиденфторид) и стянуты термочувствительными элементами из сплава с "обратимым эффектом памяти формы" на спицах крепежных колес, насаженных на общую ось и вращающихся от ветра. Кроме того, пьезопленка выделяет электричество от колебаний температуры наружного воздуха, от действия прямых солнечных лучей, а также от вибрации под действием ветра пленка, то натягиваясь, то удлиняясь, будет вырабатывать дополнительную электроэнергию. Недостатком этого изобретения является низкий КПД пьезопленки, а при низких температурах воздуха, в зимний период эксплуатации, от длительной вибрации происходит разрыв этой пленки.
Известно изобретение, патент RU 2101559 F03D 5/00 от 12.04.1986, Ветроэлектростанция, содержащая опору, на которой установлены три наклонных ротора с винтовыми лопастями. Верхние концы роторов соединены, нижние поддерживаются траверсами, образуя таким образом трехгранную пирамиду. К каждому ротору присоединен генератор. Все генераторы подключены к блоку управления. Генераторы электрически связаны с потребителем через суммирующее устройство диодного типа, позволяющее производить отбор мощности от каждого генератора. Недостатком данной конструкции является наличие трех генераторов, что усложняет конструкцию и не обеспечивает выдачу стандартного напряжения 220 В 50 Гц. При этом в случае воздействия воздушного потока в плоскости расположения двух наклонных роторов возникает эффект затенения одного наклонного ротора другим, что снижает КПД ветроэлектростанции.
Этот патент принят в качестве возможного прототипа, так как винтовые лопасти наклонных роторов имеют конфигурацию шнека.
Известна также Ветроустановка, патент на изобретение SU авторское свидетельство №2002104, F03D 1/06, состоящая из двух скрещенных под прямым углом валов, на каждом из которых установлены ветроприемники в виде ветроколес сложной формы из бесконечной ленты и генератор. Эта ветроустановка работает без ориентации на ветер. Основным недостатком установки является сложная конструкция ветроколес. Кроме того, не решена проблема работы двух генераторов с разными частотами вращения на единого потребителя. Известна полезная модель, патент RU 1111894 U1 F03D 5/00 от 12.04.1986 Ветроротор для ветроэнергетической установки, который представляет собой вогнутую ленточно-винтовую поверхность в виде косого геликоида, выполненную из плоской ленты и навитую на ступицу, выполненную в форме тонкостенной трубы. Ленточно-винтовая поверхность соединяется со ступицей с помощью основных тонких спиц, расположенных в верхней и нижней части вогнутой ленточно-винтовой поверхности, и вспомогательных тонких спиц. Ступица выполнена в виде тонкостенной трубы и насажена на шток, являющийся одним из элементов рамы ветроэнергетической установки. Ступица соединена со штоком при помощи подшипниковых узлов. Преимуществами ветроротора является более эффективная работа, уменьшенное лобовое сопротивление, использование дополнительных аэродинамических качеств. Основным недостатком полезной модели является тот факт, что в вертикальном положении площадь ленточно-винтовой поверхности, воспринимающая энергию ветра, будет минимальной, кроме того, аэродинамическая форма ленточно-винтовой поверхности не будет столь эффективной, как утверждает автор, в силу кривизны этой аэродинамической формы по длине ленточно-винтовой поверхности. Очевидно, только узкая полоса ленточно-винтовой поверхности будет оптимально расположена к вектору скорости ветра.
Технический результат - повышение энергоэффективности выработки электроэнергии при слабых скоростях ветра и увеличение КПД выработки электроэнергии пленочными фотоэлектронными батареями. Технический результат данного изобретения достигается путем разработки принципиально новой конструкции солнечно-ветровой энергетической установки, которая содержит: прозрачные конфузор-диффузор, с цилиндрической частью между ними, позволяющий увеличить скорость ветрового потока в его цилиндрической части; трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку, закрепленную на горизонтальном вращающемся валу и встроенную внутрь цилиндрической части конфузора-диффузора; пленочную солнечную фотоэлектронную батарею, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки, вырабатывающей электроэнергию от действия на нее солнечной радиации; продольные линзы, по четыре на каждую лопасть трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки, причем продольные линзы встроены в поверхность цилиндрической части конфузора-диффузора и имеют разные фокусные расстояния, соответствующие четырем расстояниям до различных участков, разноудаленных от продольных линз трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки.
На фиг. 1 изображен общий вид ЭСВЭУ в разрезе, на фиг. 2 - вид ЭСВЭУ по стрелке А, на фиг. 3 - вид ЭСВЭУ по стрелке Б, на фиг. 4 - крепление монтажных фигурных пластин к горизонтальному валу и спиральным цилиндрам, на фиг. 5 - расположение двояковыпуклых линз по периметру поперечного сечения цилиндрической части конфузора-диффузора (по разрезу В).
Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка содержит следующие составные части и устройства: поворотную платформу 1 с вертикальным валом 2; верхнюю опору 3 поворотной платформы 1 с вертикальным валом 2; упорный подшипник качения 4, нижнюю опору 5 поворотной платформы 1 и упорный шар 6 вертикального вала 2 поворотной платформы 1; солнечно-ветровую энергетическую установку, представляющую собой трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку 7, причем лопасти конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7 образованы тремя половинками спиральных цилиндров 8, размещенных относительно друг друга под углом 120°, которые усечены криволинейными поверхностями второго порядка 9; пленочную солнечную фотоэлектронную батарею 10, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; основание 11, к которому крепятся примыкающие части трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; вертикальную пластину 12, расположенную под поворотной платформой 1 и жестко скрепленную с ней и вертикальным валом 2, служащую ребром жесткости и дополнительно выполняющую роль ориентира на ветер трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; горизонтальный вращающийся вал 13 трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; монтажные фигурные пластины 14 для крепления к ним примыкающей части половинок спиральных цилиндров 8, причем монтажные фигурные пластины 14 неподвижно соединены с горизонтальным вращающимся валом 13 (Фиг. 4); стандартные крепежные элементы 15 для крепления половинок спиральных цилиндров 8 и горизонтального вращающегося вала 13 к монтажным фигурным пластинам 14; переднюю треугольную опорную стойку 16 с подшипниковым узлом 17, служащим для крепления передней части горизонтального вращающегося вала 13 трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; две задние параллельные стойки 18; поперечные планки 19, служащие для крепления генератора; круговой контейнер для аппаратуры 20; тихоходный магнитоэлектрический генератор 21, установленный на двух задних параллельных стойках 18 и поперечных планках 19; вал 22 тихоходного магнитоэлектрического генератора 21; соединительную муфту 23, обеспечивающую кинематическую связь вала 22 тихоходного магнитоэлектрического генератора 21 с задней части горизонтального вращающегося вала 13; конфузор-диффузор 24, 25 с цилиндрической частью 26 между ними, выполненные из прозрачного полимерного материала, причем трехлопастная конусно-шнековая ветроэнергетическая установка 7 с горизонтальным вращающимся валом 13, передней треугольной опорной стойкой 16 и двумя задними параллельными стойками 18 расположены внутри цилиндрической части 26 конфузора-диффузора 24, 25; передний 27 и задний 28 ложементы, служащие для крепления к ним цилиндрической части 26 конфузора-диффузора 24, 25, в свою очередь, передний 27 и задний 28 ложементы крепятся к поворотной платформе 1; двояковыпуклые продольные линзы 29, расположенные по четыре напротив каждой лопасти трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7 и служащие для концентрации солнечной радиации на поверхности пленочной фотоэлектронной батареи 10, причем двояковыпуклые продольные линзы 29 встроены вдоль в поверхность цилиндрической части 26 конфузора-диффузора 24, 25 и имеют разные фокусные расстояния, соответствующие четырем расстояниям до различных участков, разноудаленных от продольных линз 29 трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7; литиевые аккумуляторные батареи 30; контроллер заряда-разряда 31 литиевых аккумуляторных батарей 30; инвертор 32; токопередающий контакт 33, служащий для передачи электроэнергии, выработанной тихоходным магнитоэлектрическим генератором с поворотной платформы 1 на токоприемное медное кольцо 34; подвижный подпружиненный граффито контакт 35; соединительные электрические провода 36, передающие электроэнергию от тихоходного магнитоэлектрического генератора 21 и пленочной солнечной фотоэлектронной батареи 10; токопередающий контакт 37, служащий для передачи электроэнергии, выработанной пленочной солнечной фотоэлектронной батареей на токоприемное медное кольцо 38; подвижный подпружиненный граффито контакт 39. Центр тяжести (ЦТ) энергоэффективной солнечно-ветровой энергетической установки расположен на расстоянии Н от оси вращения вертикального вала 2 поворотной платформы 1 (Фиг. 1). Заявленная энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка работает следующим образом. Воздушный поток, попадая в конфузор 24, согласно уравнению Бернулли, с учетом потерь увеличивает свою скорость на выходе из конфузора 24 в 1,5-1,6 раза, и далее воздушный поток с этой увеличенной скоростью проходит по цилиндрической части 26, воздействуя на усеченные криволинейные поверхности второго порядка 9, которые создают повышенный крутящий момент относительно горизонтального вращающегося вала 13. Горизонтальный вращающийся вал 13, установленный в подшипниковом узле 17 передней треугольной опорной стойки 16 и между двумя задними параллельными стойками 18, передает крутящий момент через соединительную муфту 23 на вал 22 тихоходного магнитоэлектрического генератора 21, установленный на двух задних параллельных стойках 18 и поперечных планках 19. Тихоходный магнитоэлектрический генератор 21 преобразует вращательное движение от крутящего момента в электрическую энергию. Выработанная тихоходным магнитоэлектрическим генератором 21 электроэнергия с помощью соединительных электрических проводов 36 с поворотной платформы 1 передается на токопередающий контакт 33 и далее на токоприемное медное кольцо 34 и подвижный подпружиненный граффито контакт 35. С подвижного подпружиненного граффито контакта 35 электроэнергия с помощью соединительных электрических проводов 36 через контроллер заряда-разряда 31 поступает в литиевые аккумуляторные батареи 30, где запасается. Запасенная в литиевых аккумуляторных батареях 30 электроэнергия поступает в инвертор 32, где преобразуется в переменное напряжение 220 В 50 Гц, необходимое для пользователей. В дневное время солнечная радиация действует на двояковыпуклые продольные линзы 29, встроенные вдоль в цилиндрической части 26 конфузора-диффузора 24, 25 и концентрирующие солнечную радиацию в виде фокусных линий от двояковыпуклых продольных линз 29, с различной кривизной, на четыре разноудаленных участка каждой лопасти трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7, покрытых пленочной солнечной фотоэлектронной батареей 10. Причем, количество двояковыпуклых продольных линз 29 с различными фокусными расстояниями рассчитывается по четыре на каждую лопасть трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7. Концентрация солнечной радиации в виде фокусных линий на поверхности пленочной солнечной фотоэлектронной батареи 10 увеличивает КПД выработки электроэнергии пленочной солнечной фотоэлектронной батареей 10. Выработанная пленочной солнечной фотоэлектронной батареей 10 электроэнергия с помощью соединительных электрических проводов 36 с поворотной платформы 1 также передается на токопередающий контакт 37, далее на токоприемное медное кольцо 38 и на подвижный подпружиненный граффито контакт 39. С подвижного подпружиненного граффито контакта 39 электроэнергия с помощью соединительных электрических проводов 36 через контроллер заряда-разряда 31 поступает в литиевые аккумуляторные батареи 30, где запасается. Запасенная в литиевых аккумуляторных батареях 30 электроэнергия от пленочной солнечной фотоэлектронной батареи 10 также поступает в инвертор 32, где преобразуется в переменное напряжение 220 В 50 Гц, необходимое для пользователей. Уверенная установка ЭСВЭУ на ветер осуществляется следующим образом. Набегающий сбоку воздушный поток воздуха воздействует на всю площадь конфузора-диффузора 24, 25, но так как центр тяжести ЦТ расположен на расстоянии Н до оси вращения вертикального вала 2, то вектор равнодействующей воздушного потока R, будучи приложенным в центре тяжести ЦТ, создает крутящий момент Mкр, равный произведению вектора равнодействующей R на расстояние Н до оси вращения вертикального вала 2. Поворот ЭСВЭУ осуществляется до тех пор, пока Mкр не станет равным нулю за счет уменьшения проекции Н на линию, перпендикулярную вектору равнодействующей воздушного потока R до нуля. В этом случае линия Н становится параллельной вектору равнодействующей воздушного потока R. Таким образом, энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка устанавливается по ветру. Аналогичным образом установка ЭСВЭУ на ветер одновременно осуществляется с помощью вертикальной пластины 12, расположенной под поворотной платформой 1. Таким образом, достигается уверенная установка ЭСВЭУ на ветер. При повороте ЭСВЭУ на ветер вертикальный вал 2 поворотной платформы 1 вращается на упорном подшипнике качения 4 и на упорном шаре 6 вертикального вала 2 поворотной платформы 1. Существенными отличиями от прототипа и аналогов в заявленном изобретении ЭСВЭУ является то, что она представляет собой принципиально новую конструкцию и снабжена: трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установкой 7, внешние поверхности лопастей которых покрыты пленочной солнечной фотоэлектронной батареей 10; конфузором-диффузором 24, 25 с цилиндрической частью 26 между ними, выполненными из прозрачного полимерного материала; двояковыпуклыми продольными линзами 29 различной кривизны по четыре на каждую лопасть трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки 7, то есть с разными фокусными расстояниями, встроенными вдоль цилиндрической части 26 конфузора-диффузора 24, 25. Заявленная ЭСВЭУ энергоэффективна, так как вырабатывает электроэнергию при слабом ветре, использует концентрируемую солнечную радиацию для получения электроэнергии, при изготовлении не требует специального технологического оборудования, не требует высоких опор, надежна в эксплуатации.
Claims (3)
1. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка, содержащая: поворотную платформу с вертикальным валом; опору поворотной платформы; упорный подшипник качения и упорный шар вертикального вала поворотной платформы; солнечно-ветровую энергетическую установку, представляющую собой трехлопастную конусно-шнековую ветроэнергетическую установку, причем лопасти конусно-шнековой ветроэнергетической установки образованы тремя половинками спиральных цилиндров, размещенных относительно друг друга под углом 120°, которые усечены криволинейными поверхностями второго порядка, и пленочную солнечную фотоэлектронную батарею, нанесенную на внешнюю поверхность трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки; основание, к которому крепятся примыкающие части лопастей трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки; вертикальную пластину, расположенную под поворотной платформой и одновременно осуществляющую ориентацию на ветер; горизонтальный вращающийся вал трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки; соединительную муфту, обеспечивающую кинематическую связь вала тихоходного магнитоэлектрического генератора с задней части горизонтального вращающегося вала; монтажные фигурные пластины для крепления к ним примыкающей части половинок спиральных цилиндров, причем монтажные фигурные пластины неподвижно соединены с горизонтальным вращающимся валом; переднюю треугольную опорную стойку вращающегося вала с подшипниковым узлом, служащим для крепления передней части горизонтального вращающегося вала; две задние параллельные стойки с подшипниковым узлом, который установлен между ними; две поперечные планки, закрепленные на двух задних параллельных стойках; тихоходный магнитоэлектрический генератор, установленный на двух задних параллельных стойках и двух поперечных планках; конфузор-диффузор с цилиндрической частью между ними, выполненные из прозрачного полимерного материала, причем конусно-шнековая ветроэнергетическая установка с горизонтальным вращающимся валом, передней треугольной опорной стойкой и двумя задними параллельными стойками расположены внутри цилиндрической части конфузора-диффузора; передний и задний ложементы, служащие для крепления к ним цилиндрической части конфузора-диффузора; двояковыпуклые продольные линзы расположены по четыре напротив каждой лопасти трехлопастной конусно-шнековой ветроэнергетической установки, служащие для концентрации солнечной радиации на поверхности пленочной солнечной фотоэлектронной батареи, причем двояковыпуклые продольные линзы встроены вдоль в поверхность цилиндрической части конфузора-диффузора и имеют разные фокусные расстояния, соответствующие четырем расстояниям до различных участков, разноудаленных от продольных линз трех лопастей конусно-шнековой ветроэнергетической установки.
2. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит контроллер заряда-разряда литиевых аккумуляторных батареей и инвертор для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение 220 В 50 Гц.
3. Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что ее центр тяжести находится на расстоянии Н от оси вращения вертикального вала поворотной платформы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015142344A RU2611923C1 (ru) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015142344A RU2611923C1 (ru) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611923C1 true RU2611923C1 (ru) | 2017-03-01 |
Family
ID=58459146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015142344A RU2611923C1 (ru) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611923C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680822C1 (ru) * | 2018-02-14 | 2019-02-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии |
| RU203600U1 (ru) * | 2021-01-13 | 2021-04-13 | Александр Николаевич Ионов | Ветроэнергетическая установка |
| WO2022154695A1 (ru) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Александр Николаевич ИОНОВ | Ветроэнергетическая установка |
| RU2798177C1 (ru) * | 2022-06-24 | 2023-06-16 | Борис Викторович Авдеев | Ускоритель потока текучей среды |
| WO2024080891A1 (ru) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | Екатерина Владимировна ПЛУГИНА | Напорно-вакуумная ветроэнергетическая установка "квадратор тандем" |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2349792C1 (ru) * | 2007-06-13 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ) | Гелиоветровая энергетическая установка |
| US20110198855A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Alan Ashley Alexander White | Wind and solar electric generator |
| RU108502U1 (ru) * | 2011-03-30 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Трубная ветроэнергетическая установка |
| CN202117850U (zh) * | 2011-05-25 | 2012-01-18 | 江苏聚源风电科技有限公司 | 一种流体能量提升和转换装置 |
| RU2534329C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция |
| CN204145367U (zh) * | 2014-07-02 | 2015-02-04 | 葛少军 | 一种风光互补发电装置 |
-
2015
- 2015-10-05 RU RU2015142344A patent/RU2611923C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2349792C1 (ru) * | 2007-06-13 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ) | Гелиоветровая энергетическая установка |
| US20110198855A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Alan Ashley Alexander White | Wind and solar electric generator |
| RU108502U1 (ru) * | 2011-03-30 | 2011-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Трубная ветроэнергетическая установка |
| CN202117850U (zh) * | 2011-05-25 | 2012-01-18 | 江苏聚源风电科技有限公司 | 一种流体能量提升和转换装置 |
| RU2534329C2 (ru) * | 2012-04-27 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция |
| CN204145367U (zh) * | 2014-07-02 | 2015-02-04 | 葛少军 | 一种风光互补发电装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680822C1 (ru) * | 2018-02-14 | 2019-02-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии |
| RU203600U1 (ru) * | 2021-01-13 | 2021-04-13 | Александр Николаевич Ионов | Ветроэнергетическая установка |
| WO2022154695A1 (ru) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Александр Николаевич ИОНОВ | Ветроэнергетическая установка |
| RU2798177C1 (ru) * | 2022-06-24 | 2023-06-16 | Борис Викторович Авдеев | Ускоритель потока текучей среды |
| RU2805400C1 (ru) * | 2022-10-12 | 2023-10-16 | Екатерина Владимировна Плугина | Напорно-вакуумная ветроэнергетическая установка |
| WO2024080891A1 (ru) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | Екатерина Владимировна ПЛУГИНА | Напорно-вакуумная ветроэнергетическая установка "квадратор тандем" |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8330296B2 (en) | Hybrid renewable energy turbine using wind and solar power | |
| US7453167B2 (en) | Solar windmill | |
| US7008171B1 (en) | Modified Savonius rotor | |
| RU2611923C1 (ru) | Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка | |
| JP2012072753A (ja) | 自然エネルギー複合取得装置 | |
| US20120134823A1 (en) | Wind Turbine | |
| Sayais et al. | Power generation on highway by using vertical axis wind turbine & solar system | |
| US20180017036A1 (en) | Vortex Wind Power Conversion System | |
| KR20120109889A (ko) | 건물형 태양광 및 풍력에너지 발전장치 | |
| CN202417835U (zh) | 集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机 | |
| EP3147500B1 (en) | Vertical axis wind machine having controllable output power | |
| RU2349792C1 (ru) | Гелиоветровая энергетическая установка | |
| US10364795B2 (en) | Wind turbine for use in high winds | |
| RU2534329C2 (ru) | Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция | |
| Power | Wind Power | |
| CA2703468C (en) | Hybrid renewable energy turbine using wind and solar power | |
| RU158761U1 (ru) | Автономная электроэнергетическая установка | |
| CN207947748U (zh) | 自动逐日立杆式风光一体式电站 | |
| CN203655528U (zh) | 直立可串联风力发电机 | |
| CN102269127B (zh) | 双面多轴式的大功率风力发电机组 | |
| KR101549067B1 (ko) | 수직축형 풍력발전기의 설치구조 | |
| CN207278417U (zh) | 集风式风力发电装置 | |
| EP3214303B1 (en) | Rotor vertical axis wind turbine | |
| RU188444U1 (ru) | Ветрогелиоустановка | |
| Elistratov | The development of the wind power industry in Russia |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191006 |